历史上早期药物的开发多是基于偶然性的发现和历史经验，其中扑热息痛和 阿司匹林就是偶然性药物发现的经典例子，至今它们仍是世界上应用最广泛的解 热镇痛药物，也是作为比较和评价其他药物的标准制剂。
阿司匹林早已在临床上广泛使用，但其作用机制直到 1971才得以阐明，发现其解热镇痛作用的机制 主要是通过阻断炎症、致热因子前列腺素的合成来发挥。阿司匹林结构中的乙酰基可不可逆地结合到环 氧合酶（COX）关键的丝氨酸残基上，导致该酶合成前列腺素能力的丧失。另外，尽管扑热息痛的作用 靶点却尚未确证，但近年来人们发现环氧合酶3（COX-3）对扑热息痛的抑制作用非常敏感，因此 COX-3的发现可能成为解开扑热息痛解热镇痛作用机制的金钥匙。
疾病的分子水平研究成果对于更加精准地开发药物发挥了重要作用。将疾病发生发展过程中起重要作用的生物大分子作为药物的靶标，通过选择性地与靶标活性部位结合，从而阻断或促进靶标的功能，达到药物治疗疾病的效果。当前，基于靶标结构的药物设计是药物发现最重要手段。通过运用计算机辅助药物分子设计的理论和技术，可实现快速高效地评价大量的小分子化合物与特定靶标的结合能力，进而得到靶标较为理想的潜在药物。
以下是基于靶标发现抗流感药物的实例：
流感是由流感病毒引起的一种急性呼吸道传染疾病，流行进展迅速，传播广泛，并发症后果严重，会严重危害人类的健康和生命。全球每年死于流感的人数高达几十万，而在大流行的年代更是高达数百万。
神经氨酸酶蛋白晶体3D结构
病毒感染人体流程示意图
流感病毒的神经氨酸酶（Neuraminidase, NA）又称唾液酸酶，是存在于流感病毒A和B表面的糖蛋 白，为病毒复制过程的关键酶。唾液酸酶NA可促进新生的流感病毒从宿主细胞的唾液酸残基释放，并 加速流感病毒传染其它的宿主细胞。
神经氨酸酶的晶体结构在1983年被确认，它是由4个不同的亚基组成的四聚体，因其头部具有水解酶活性，可水解感染细胞表面糖蛋白末端的神经氨酸与相邻糖基之间的α2糖苷键，故可切除病毒表面和感染细胞表面的神经氨酸，从而发挥抗流感的作用。
神经氨酸酶特异性抑制剂奥司他韦，是为了克服葛兰素•史克公司生产的扎那米韦的生物利用度低的问 题，根据神经氨酸酶天然底物的分子结构，以及神经氨酸酶催化中心的空间结构进行合理药物设计所获得 的，是应用合理药物设计手段，成功获得药物的典范。
奥司他韦的3D空间结构
通过计算模拟，分子对接软件所得到的奥司他韦与神经氨酸酶的结合模式图
奥司他韦与神经氨酸酶的结合模式示意图
奥司他韦与神经氨酸酶结合口袋周围重要氨基酸残基相互作用示意图
A、得到核磁共振（NMR）或X射线晶体衍射得到靶标的空间三维结构
B、找到疾病的靶标、验证靶标的成药性
C、基于靶标三维结构的理性药物分子设计
D、得到与靶标活性部位完美结合的药物先导化合物分子
E、结构改造、优化向导化合物的生物活性、临床前研究、临床研究最终得到候选药物
F、药理活性测试
G、合成先导化合物
对计算机辅助药物分子设计有兴趣的同学，可在课后自行安装计算机辅助药物分子设计的免费开源软件Pymol和VMD，熟悉并掌握小分子化合物和生物大分子的3D结构展示，并根据自己感兴趣的课题自行开展简单的基于靶标结构的药物设计。
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